下载文档原格式
热膨胀系数实验报告篇一：热膨胀系数测定实验报告数据处理由，得α（50-200C）o 其中n1=，L=72mm；解得：α（50-200C）/Coo相变起始温度T0=283C，o相变终止温度T1=295C。
篇二：物理金属线膨胀系数测量实验报告实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验一、实验目的1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会使用千分表。
二、实验原理材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。
线胀系数是选用材料的一项重要指标。
特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数做测定。
固体受热后其长度的增加称为线膨胀。
经验表明，在一定的温度范围内，原长为L的物体，受热后其伸长量?L与其温度的增加量?t近似成正比，与原长L 亦成正比，即：?LL??t （1）式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。
大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。
殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。
实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。
某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。
另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。
因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。
但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。
为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。
由（1）式可知，测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t，则该材料在温度区域的线胀系数为：???L（2）其物理意义是固体材料在温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为。
测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。
我们先粗估算一下?L的大小，若L?250mm,温度变化t2?t1?100C，金属的?数量级为?10?5?1，则估算出?1?LL??t?。
对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。
金属热膨胀系数实验报告金属热膨胀系数实验报告引言：热膨胀是物体在受热时体积或长度发生变化的现象。
金属作为一种常见的材料，在受热时也会发生热膨胀。
本实验旨在通过测量不同金属材料在不同温度下的长度变化，计算出它们的热膨胀系数。
实验步骤：1. 实验器材准备：金属棒、测量尺、温度计、热水槽。
2. 实验前准备：将金属棒浸入热水中，使其温度升高。
3. 实验过程：测量金属棒的初始长度，并记录下来。
随着金属棒温度的升高，每隔一段时间测量一次其长度，并记录下来。
4. 实验结束：当金属棒的温度回到室温时，测量其最终的长度，并记录下来。
实验结果：根据实验数据，我们可以绘制出不同金属材料在温度变化下的长度变化曲线。
通过这些数据，我们可以计算出每种金属的热膨胀系数。
讨论：在实验中，我们发现不同金属的热膨胀系数是不同的。
这是由于金属的内部结构和原子间的相互作用力等因素所决定的。
一般来说，金属的热膨胀系数都是正值，即温度升高时物体的长度或体积会增加。
但是，不同金属的热膨胀系数大小有很大的差异。
例如，铝的热膨胀系数较大，这也是为什么在高温下使用铝制品容易变形的原因之一。
而铁的热膨胀系数相对较小，所以在高温下使用铁制品相对稳定。
这些差异也为我们在实际应用中选择合适的金属材料提供了依据。
此外，我们还发现金属的热膨胀系数随温度的变化而变化。
一般来说，金属的热膨胀系数随温度的升高而增大。
这也是为什么在设计工程中需要考虑到温度变化对材料的影响的原因之一。
结论：通过本次实验，我们成功地测量了不同金属材料的热膨胀系数，并了解了金属的热膨胀性质。
不同金属的热膨胀系数差异很大，这对于我们在实际应用中选择合适的金属材料具有重要意义。
同时，金属的热膨胀系数也随温度的变化而变化，这也需要我们在设计工程时考虑到温度变化对材料的影响。
总结：热膨胀是金属在受热时发生的物理现象，不同金属的热膨胀系数差异很大。
通过本次实验，我们深入了解了金属的热膨胀性质，并通过实验数据计算出了不同金属的热膨胀系数。
金属线膨胀系数的测定实验报告一、实验目的。
本实验旨在通过测定金属线的膨胀系数，探究金属在受热作用下的膨胀规律，并验证线性膨胀系数的概念。
二、实验原理。
金属在受热作用下会发生线性膨胀，其膨胀量与温度变化呈线性关系。
金属线的膨胀量可用以下公式表示：ΔL = αL0ΔT。
其中，ΔL为金属线的膨胀量，α为线性膨胀系数，L0为金属线的原始长度，ΔT为温度变化量。
三、实验器材。
1. 金属线。
2. 热水槽。
3. 温度计。
4. 尺子。
四、实验步骤。
1. 准备金属线，并测量其原始长度L0。
2. 将金属线固定在支架上。
3. 将热水倒入热水槽中，待温度稳定后，记录水温作为初始温度T1。
4. 将金属线放入热水中，测量金属线的膨胀量ΔL。
5. 记录金属线在热水中的最终温度T2。
6. 根据实验数据计算金属线的线性膨胀系数α。
五、实验数据记录。
1. 金属线原始长度L0 = 1m。
2. 初始温度T1 = 25°C。
3. 最终温度T2 = 75°C。
4. 金属线膨胀量ΔL = 5mm。
六、实验结果分析。
根据实验数据计算得到金属线的线性膨胀系数α为：α = ΔL / (L0ΔT) = 5mm / (1m × 50°C) = 1 × 10^-4 /°C。
七、实验结论。
通过本实验的测定和计算，验证了金属线在受热作用下会发生线性膨胀的规律，并得到了金属线的线性膨胀系数α。
实验结果表明，金属线的膨胀量与温度变化呈线性关系，膨胀系数是一个常数，可用于预测金属在不同温度下的膨胀量。
八、实验注意事项。
1. 在实验过程中要小心热水的温度，避免烫伤。
2. 测量金属线的膨胀量时要注意准确度，避免误差。
九、实验总结。
本实验通过测定金属线的膨胀量，验证了金属在受热作用下的线性膨胀规律，得到了金属线的线性膨胀系数α。
实验结果对于理解金属膨胀规律具有重要意义，也为工程应用提供了重要参考。
以上为金属线膨胀系数的测定实验报告。
金属线胀系数的测量1.引言金属材料在物理环境的变化下会产生热胀冷缩的效应，因此，在工业生产和实验研究中要考虑到材料的热膨胀性能。
其中，线膨胀系数是衡量物质在长度方向上的热膨胀的指标。
本文探讨了金属线胀系数的测量方法及其应用。
2.线膨胀系数的定义和计算公式线膨胀系数是指材料在温度变化下单位长度的变化量，通常用α表示。
线膨胀系数可以根据材料的特性来计算，具体计算公式如下：α=ΔL/(L0×ΔT)其中，ΔL表示线材的长度变化量，L0表示线材的初始长度，ΔT表示温度的变化量。
线膨胀系数的单位通常是m/m °C。
3.1 编织网法编织网法是一种相对简单的测量线膨胀系数的方法。
具体操作如下：①先制作一块编织网，其网孔大小应该适合于线膨胀系数的测量。
编织网可用铜网或不锈钢网制作。
②将待测样品嵌入编织网中，并将两端固定在支架上。
③取一个温度计将其固定在样品的中央位置。
④将样品和温度计放入恒温器中，升温至所需温度，使样品达到稳态。
⑤记录样品的长度变化量和温度变化量。
⑥根据线膨胀系数的计算公式计算材料的线膨胀系数。
3.2 拉伸法拉伸法需要使用精密的仪器和设备，比编织网法的测量精度要高。
具体操作步骤如下：①将待测样品插入到仪器的卡槽中，两端各钳紧一个夹具。
②加热样品，同时保持夹具上下的温度相同。
③在进行加热的同时，由于样品被卡在夹具中，因此在材料的线膨胀系数作用下，样品将在长度方向上扩张。
3.3 差异法①将两根相同的样品A和B固定在两个不同的支架上，相隔一段距离，保证两个试样上下温度相等。
②用导线将两个样品连接到直流稳压源上，将其通过电路连接起来。
③在稳定的电流过程中，对试样进行加热，此时会存在两个样品长度的差异，通过测量差异长度就可以计算出材料的线膨胀系数。
4. 线膨胀系数的应用① 材料选择：根据材料的线膨胀系数，可以选择在升温或降温过程中性能更稳定的材料。
② 构件设计：针对长大膨胀系数较大的构件，在其设计中要考虑到升温对构件的影响。
金属热膨胀系数测定实验报告
金属热膨胀系数测定实验报告
金属热膨胀系数是衡量材料对热胀冷缩性能的一项参数，具有重要意义。
近期，我们在实验室开展了一项金属热膨胀系数测定实验，以更加深入的理解金属热膨胀系数对材料对导热性能的影响。
实验中，我们首先使用万用表检测金属的温度，将其分别调至20摄氏度、100
摄氏度和150摄氏度。
然后，使用特定的仪器测量三次温度变化的金属长度，并计算出金属的比热膨胀系数的结果。
实验结果显示，随着温度的升高，材料的比热膨胀系数随之增大。
从实验中，
我们可以看出，材料对热膨胀敏感，热膨胀特性会改变它们的形状和尺寸，从而影响其热传导性能。
另外，在高温下，金属的弹性模量也会发生变化，因此，还需要在热膨胀和弹性性能之间进行权衡，以确定最佳的金属材料。
在本次实验中，我们深入认识到金属热膨胀系数的重要性，并将金属的热膨胀
性能反映在实验结果中。
这将为我们从事材料研究提供良好的参考，并保证提供可靠的材料性能。
实验一 金属热膨胀系数的测量物体因温度改变而发生的膨胀现象叫“热膨胀”。
通常在外界压强不变的情况下，大多数物质在温度升高时，其体积增大，温度降低时体积缩小。
也有少数物质在一定的温度范围内，温度升高时，其体积反而减小。
绝大多数物质都具有“热胀冷缩”的特性，这是由于物体内部分子热运动加剧或减弱造成的。
对晶体而言，其热膨胀还有各相异性；如石墨受热时，沿某些方向膨胀，而沿另一些方向则收缩。
金属是晶体，它们是由许多晶粒构成的，而且这些晶粒在空间方位上的 排列是无规则的，所以，金属整体表现出各相同性，或称它们的线膨胀在各个方向均相同。
因此可以用金属在一维方向上的线膨胀规律来表征它的体膨胀。
虽然金属的热膨胀非常微小，但由于使物体发生很小形变时就需要很大的应力。
这个特性在工程结构的设计，在机械和仪器的制造中，在材料的加工（如焊接）中，都应考虑到这一因素。
【实验目的】1．了解FD-LEA 金属热膨胀系数实验仪的基本结构和工作原理。
2．掌握千分表和温度控制仪的使用方法。
3．掌握测量金属线热膨胀系数的基本原理，测量铁、铜、铝等的线膨胀系数。
4．学习用图解图示法处理实验数据，并分析实验误差。
【实验原理】在一定温度范围内，原长为0L （在0t ＝0℃时的长度）的物体受热温度升高时，一般固体由于原子或分子的热运动加剧而发生热膨胀，在t （单位℃）温度时，伸长量L ∆，它与温度的增加量t ∆近似成正比，与原长0L 也成正比，即：t L L ∆⨯⨯=∆0α （1）此时总长为：L L L t ∆+=0 （2）式中α为固体的线膨胀系数，它是固体材料热性能的物理量。
在温度变化不大时，α是一个常数，可由式（1）和（2）得：tL L t L L L t ∆⋅∆=∆-=1000α （3） 上式中，α的物理意义：在一定温度范围内，当温度每升高1℃时，物体的伸长量L ∆与它在0℃时的原长0L 成正比。
α是一个很小的量，附录中列有几种常见的固体材料的α值。
热膨胀系数实验报告篇一：热膨胀系数测定实验报告数据处理由，得α（50-200C）o 其中n1=，L=72mm；解得：α（50-200C）/Coo相变起始温度T0=283C，o相变终止温度T1=295C。
篇二：物理金属线膨胀系数测量实验报告实验（七）项目名称：金属线膨胀系数测量实验一、实验目的1、学习测量金属线膨胀系数的一种方法。
2、学会使用千分表。
二、实验原理材料的线膨胀是材料受热膨胀时，在一维方向的伸长。
线胀系数是选用材料的一项重要指标。
特别是研制新材料，少不了要对材料线胀系数做测定。
固体受热后其长度的增加称为线膨胀。
经验表明，在一定的温度范围内，原长为L的物体，受热后其伸长量?L与其温度的增加量?t近似成正比，与原长L 亦成正比，即：?LL??t （1）式中的比例系数?称为固体的线膨胀系数（简称线胀系数）。
大量实验表明，不同材料的线胀系数不同，塑料的线胀系数最大，金属次之，殷钢、熔融石英的线胀系数很小。
殷钢和石英的这一特性在精密测量仪器中有较多的应用。
实验还发现，同一材料在不同温度区域，其线胀系数不一定相同。
某些合金，在金相组织发生变化的温度附近，同时会出现线胀量的突变。
另外还发现线膨胀系数与材料纯度有关，某些材料掺杂后，线膨胀系数变化很大。
因此测定线胀系数也是了解材料特性的一种手段。
但是，在温度变化不大的范围内，线胀系数仍可认为是一常量。
为测量线胀系数，我们将材料做成条状或杆状。
由（1）式可知，测量出时杆长L、受热后温度从t1升高到t2时的伸长量?L和受热前后的温度升高量?t，则该材料在温度区域的线胀系数为：???L（2）其物理意义是固体材料在温度区域内，温度每升高一度时材料的相对伸长量，其单位为。
测量线胀系数的主要问题是如何测伸长量?L。
我们先粗估算一下?L的大小，若L?250mm,温度变化t2?t1?100C，金属的?数量级为?10?5?1，则估算出?1?LL??t?。
对于这么微小的伸长量，用普通量具如钢尺或游标卡尺是测不准的。
铜和铁的热膨胀系数测量铜和铁是我们生活中常见的金属材料之一，它们在不同的温度下都会发生热膨胀现象。
热膨胀系数是描述物体热膨胀行为的一个参数，它记录了一个物质在温度变化时长度、面积和体积的变化程度。
铜和铁的热膨胀系数测量是非常重要的，因为这关系到我们在设计和制造各种材料及设备时对它们的精度和稳定性的要求。
本文将谈论铜和铁的热膨胀系数测量的方法和意义。
一、铜和铁的热膨胀系数测量的方法热膨胀系数的测量需要采用一种称为“热力学法”的方法。
基本原理是通过热量传递或者光学测量来检测物体的体积、长度或面积的变化。
在测量铜和铁的热膨胀系数时，需要先根据材料的密度和尺寸比较准确地获得其参考值，接着在恒定长度的棒材中将被测试的铜和铁样品固定，然后将它们暴露在一个恒定的高温环境下，例如100°C或者200°C。
在达到恒定温度之后，使用热电偶或者激光测量样品长度的变化，这样就可以按照一定的计算公式求得材料的热膨胀系数。
二、热膨胀系数的测量意义测量铜和铁的热膨胀系数是一个非常重要的工作，因为它与材料的热传导和热稳定性有关。
一方面，金属材料通常会用于制造精密元件，例如时钟、光学组件、天文仪器和精密加工机床。
在这些元件的使用过程中，材料的热膨胀系数必须得到精确的控制和测量来确保其定位精度和尺寸稳定性。
另一方面，金属材料用于制造热传导设备时也需要注意其热膨胀系数，以防止其在高温环境下产生过度膨胀或收缩导致设备的失效。
此外，热膨胀系数还与材料的机械强度和耐久性有关，尤其是在极端条件下，因此它在工程方面的应用十分广泛。
三、结语在我们日常生活中，铜和铁这两种材料屡见不鲜。
虽然它们的普遍应用以及优异的性能使它们成为我们生活中不可缺少的材料，但是我们有时候也忽略它们的一些重要属性，例如热膨胀系数。
本文介绍了铜和铁的热膨胀系数的测量方法和其对工程的意义，希望对读者在这方面有所启发，更好地认识这两种常见材料的性质。
金属线膨胀系数的测量实验原理引言：金属材料在受热或受冷时会发生热膨胀或热收缩现象，这是由于金属的晶格结构发生变化引起的。
金属线膨胀系数是描述金属材料在温度变化时膨胀程度的物理量，它是研究热膨胀现象的重要参数之一。
本文将介绍金属线膨胀系数的测量实验原理。
一、实验目的本实验旨在通过测量金属材料在不同温度下的长度变化，计算出其线膨胀系数。
二、实验器材1. 金属材料样品：选取一定长度的金属线作为实验样品，通常选择线性膨胀系数较大的金属材料，如铁、铜等；2. 温度计：用于测量温度变化；3. 定尺尺子：用于测量金属线的初始长度和变化后的长度；4. 实验台：提供支撑和固定实验样品的平台。
三、实验步骤1. 准备工作：将金属线样品固定在实验台上，保证其自由伸展；2. 测量初始长度：使用定尺尺子测量金属线样品的初始长度，并记录下来；3. 升温实验：将金属线样品置于恒温环境中，使用温度计测量环境温度，并记录下来；随着温度的升高，观察金属线的长度变化，并在每个温度点上测量并记录其长度；4. 降温实验：将金属线样品置于恒温环境中，使用温度计测量环境温度，并记录下来；随着温度的降低，观察金属线的长度变化，并在每个温度点上测量并记录其长度；5. 数据处理：根据测得的金属线长度和温度数据，计算金属线的线膨胀系数。
四、实验原理解析金属线膨胀系数是指金属材料在单位温度变化下的长度变化率。
一般来说，金属材料的线膨胀系数与其晶格结构、原子间距离等因素有关。
在实验中，我们可以通过测量金属线样品在不同温度下的长度变化来计算其膨胀系数。
根据热膨胀原理，金属材料的线膨胀量与其初始长度、温度变化量以及线膨胀系数之间存在如下关系：ΔL = α * L * ΔT其中，ΔL为线膨胀量，α为线膨胀系数，L为初始长度，ΔT为温度变化量。
通过实验测量金属线样品在不同温度下的长度变化，可以得到线膨胀量ΔL和温度变化量ΔT的数据。
将这些数据代入上述公式，可以解得金属线的线膨胀系数α。
铝热膨胀系数测量引言在材料科学与工程领域，热膨胀系数是评估材料热胀冷缩性能的重要指标之一。
铝作为一种常见的金属材料，在众多工业应用中都扮演着重要的角色。
了解铝的热膨胀系数对于设计和制造各种工业产品具有重要意义。
本文将介绍铝热膨胀系数的测量方法以及影响热膨胀系数的因素。
测量方法膨胀仪膨胀仪是测量材料热膨胀系数的常用仪器。
它通常由样品夹持装置、加热装置、测量装置和温度控制系统组成。
具体测量步骤如下： 1. 准备样品：将铝样品切割成合适的形状和尺寸，并进行表面处理以消除氧化层。
2. 夹持样品：使用样品夹持装置将铝样品固定在膨胀仪中，确保样品不会发生位移或变形。
3. 加热样品：通过加热装置对样品进行加热，并记录样品温度的变化。
4. 测量膨胀：利用测量装置测量样品的长度或体积随温度变化的关系。
5. 计算热膨胀系数：根据测量结果，计算铝的热膨胀系数。
光栅法光栅法是一种高精度的测量热膨胀系数的方法。
它利用光栅测量样品的表面形变，从而得到热膨胀系数。
具体测量步骤如下： 1. 准备样品：与膨胀仪相似，需要准备合适形状和尺寸的铝样品。
2. 安装光栅：将光栅装置固定在样品表面，确保光栅与样品之间的接触良好。
3. 加热样品：通过加热装置对样品进行加热，并记录样品温度的变化。
4. 测量光栅信号：利用光栅装置测量样品表面的形变，并将信号转化为长度变化。
5. 计算热膨胀系数：根据测量结果，计算铝的热膨胀系数。
影响因素铝的热膨胀系数受多种因素的影响，下面将介绍几个主要的因素： ### 温度温度是影响铝热膨胀系数的最重要因素。
一般来说，随着温度的升高，铝的热膨胀系数也会增大。
这是因为温度升高会增加铝原子的热振动程度，导致晶格结构发生变化，从而引起材料体积的变化。
合金元素铝合金通常包含其他元素，如铜、锌等。
这些合金元素会显著影响铝的热膨胀系数。
不同的合金元素会改变铝的晶格结构和原子间的相互作用，从而改变铝的热膨胀行为。
金属线热膨胀系数测定
一、实验目的
1、了解千分表膨胀仪的结构和原理。
2、掌握相变对金属热膨胀系数的影响。
二、实验原理
1、线热膨胀系数的确定
当温度由T 1到T 2，相应地长度由L 1变到L 2时，材料在该温区的平均热膨胀系数为：
212111
()L L L
T T L T L α-∆=
=
-∆⋅
(1)
平均线性膨胀系数，表示温度升高1K 时物体长度的相对增大。
当ΔT →0时，真线性膨胀系数αT 为
(2)
膨胀系数的单位为K -1。
固体材料αT 不是一个常数，通常随温度升高而加大。
2、金属正常热膨胀的来源
金属固体多以晶态存在，周期排列的原子都在围绕其平衡位置做简谐振动，随温度增加，振幅加大，动能随之增加。
3、影响热膨胀的主要因素
金属热膨胀系数主要与其化学成分、晶体结构和键强度等密切相关。
① 键强度：键强度高，热膨胀系数低；金属熔点高，键强度高，热膨胀系数低。
d 1
d T T
L T L α=⋅
② 晶体结构：
a 结构紧密的晶体热膨胀系数都较大，而比较松散的非晶态的热膨胀系
数都较小。
如多晶石英与无定形石英 。
b 非等轴晶系的晶体，各晶轴方向的膨胀系数不等，如石墨等层状结构
材料，层内联系紧密，而层间联系较松散，使得层间膨胀系数较小，而层内膨胀系数较大。
③ 相变的影响
a 一级相变：如纯金属同素异构转变时，点阵结构重排时体积突变，伴随着金属比容突变，导致线膨胀系数发生不连续变化。
b 二级相变：发生二级相变时，体积没有变化，也没有伴随热量的吸收和释放，只是热容量、热膨胀系数等物理量发生变化。
如有序-无序转变时，膨胀系数在相变温区仅出现拐折。
金属与合金在接近居里温度发生磁性转变，其膨胀曲线会出现明显的膨胀峰。
与正常曲线相比，它具有明显的反常现象，其中Ni 和Co 具有正膨胀峰，Fe 具有负膨胀峰。
图3 有序-无序转变膨胀曲线
④ 合金成分和组织的影响
组成合金的溶质元素对合金热膨胀有明显影响：
a
由简单金属与非铁磁性金属组成的单相均匀固溶体合金的线膨胀系数
图1 一级相变时α和ΔL 随T 的变化 图2 二级相变时α和ΔL 随T 的变化
一般介于两组元膨胀系数之间，且随溶质原子浓度的变化呈直线变化。
b Mn 和Sn 使铁的膨胀系数增大；Cr 和V 使其减小。
c 多相合金的膨胀系数仅取决于组成相性质和数量，介于各组成相膨胀系数之间；
d 钢的热膨胀特性取决于组成相特性。
不同组成相的比容因晶体结构不同而不同，如马氏体比容大于奥氏体。
e 钢中合金元素的影响则由其形成碳化物还是铁素体所决定，铁素体使钢的热膨胀系数降低，碳化物则使其增大。
三、顶杆实验方法
根据所要求的测量精度，样品形态以及现有仪器的情况，将采用各不相同的测量方法，其中已被采用过的方法主要有：光杠杆法、直接观测法、光干涉法、X 光法、电容法、光栅法、机械杠杆法、热调幅法、超声微波法、密度测量法、电阻测量法等等。
对于薄带和丝材的测量还出现了拉伸膨胀法、悬重法等特殊测量方法。
总之测量膨胀系数的方法和装置各种各样，可根据测量要求适当选用。
但目前测量金属材料热膨胀系数用的最多的仍然是顶杆间接法。
顶杆间接法的原理是将试样装在试样管内用顶杆压住试样，顶杆与位移传感器或千分表接触，在加热炉中，通过精密温度控制仪按规定的升温速率加热试样到试验最终温度，并经位移传感器或千分表测量加热过程中试样的线膨胀量情况。
对公式(1)进行修正，计算由室温至试验温度的各温度间隔的线膨胀率：
1
()
L A t T L ρ∆+=
∆⋅
(3)
式中A (t)为温度T 时仪器的校正值，mm 。
顶杆和载管是膨胀仪的核心，它们所用的材料必须是热稳定性好，还要考虑其使用的温度范围、气氛、测量精度等因素。
在1000℃以上可选用兰宝石、刚玉、钨和钽等材料，但钨和钽只能在真空或还原气氛下工作。
所以1000℃以下时一般采用石英，因为石英膨胀系数小且稳定，能在真空和任何气氛下工作。
且石英器件制作简单，成本低廉。
本实验所用的是千分表膨胀仪，其示意图见图4。
刚性小圆柱体试样4装在石
英载管5中，后者被固定在支架上。
试样4的上端面上垂直竖立着一支用细石英棒作的顶杆2。
石英顶杆的上端顶着千分表1的探头。
千分表被固定在支架上，在炉子7的上端与支架之间置一冷却水套6，以免支架受热变形。
当炉温升高时，石英管及试样将发生膨胀，千分表随之偏转，给出试样的膨胀量、载管的膨胀量、各个温度下顶杆与载管膨胀量的差值(可经校正得出)、支架的膨胀量。
但在实验中，由于支架下面加了冷却水套，石英膨胀量非常小，样品又都处于炉子的均温区，故忽略载管的膨胀量、载管与顶杆的膨胀量的差值、支架的膨胀量。
所以，公式(3)中的A(t)项也忽略，根据公式(1)计算各个温度区间的线膨胀系数。
图4 简易膨胀仪
1-千分表；2-石英顶杆；3-加热炉；4-试样；5-石英载管；6-冷却水套；7-热电偶
四、实验条件
热膨胀仪，紫铜棒、铝棒、钢棒、不同成分的铜合金棒、切割机、打磨机、游标卡尺、热处理炉、砂纸、抛光机、origin软件等。
五、实验步骤
1、试样加工，包括切割和研磨，精确测量试样的长度，使其与试样套管相等。
2、安装试样（关键步骤），如图5所示。
图5 试样安装过程
3、接好电路，把仪器调整好，如图6所示。
图6 仪器调整
4、设定升温速率，升温时应注意保持升温速度的均匀性，注意升温必须是单向的，即在全部升温过程中没有降温再升温的情况。
5、送冷水，开始升温。
6、读数：从室温开始，每升温5℃，读一次伸长量ΔL，直至规定温度。
实验数据及结果
7、升至规定温度后，不加热，炉子由冷水冷却。
当炉温降至200℃时停水，停水前不能离开。
8、实验做完后停电降温，恢复实验装置原状。
9、计算热膨胀系数。
10、绘制热膨胀系数-温度曲线。
七、实验报告要求
1、实验目的。
2、实验原理、仪器。
3、主要实验步骤。
八、思考题
1、在加热和测量过程应注意些什么？
2、你认为误差来自何处，如何减少？。
